Produção de bioetanol a partir da microalga Scenedesmus obliquus

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Energia e Bioenergia

O aumento do preço dos combustíveis e as crescentes preocupações com as alterações climáticas provocadas pela emissão de gases de efeito de estufa têm impulsionado a produção de biocombustíveis. De entre as várias matérias-primas disponíveis as microalgas surgem como a uma alternativa sustentável devido à elevada produtividade e à possibilidade de cultivo em terrenos impróprios para culturas alimentares e de utilização de águas não potáveis para a produção de biomassa. No presente trabalho estudou-se a produção de bioetanol a partir da microalga Scenedesmus obliquus, tendo-se optimizado métodos de ruptura celular e extracção de açúcares. Estudaram-se métodos para destoxificação do hidrolisado de microalga e seleccionaram-se leveduras para o processo fermentativo. Dos métodos físicos e físico-químicos testados para extracção de açúcares, o que permitiu a melhor extracção foi a hidrólise de biomassa seca com ácido sulfúrico 2 N, a 120 ºC durante 30 min. Estudou-se também o efeito da iluminação no crescimento da microalga e na acumulação de açúcares. Para este estudo usou-se um fotobioreactor exterior, com ciclos de luz dia/noite, e outro interior, com iluminação artificial contínua. Neste reactor observou-se uma produtividade inferior e uma fase de morte prematura, provavelmente devido a stress celular. Em ambos os casos, a depleção de nitrato induziu a acumulação de açúcares por parte das células. No final, realizou-se um ensaio global de produção de etanol desde a inoculação de uma lagoa fotossintética do tipo raceway de 4500 L, até à fermentação. Após 53 dias de cultivo da microalga Scenedesmus obliquus na lagoa obteve-se 4,7 kg de biomassa com um teor de açúcares de 30 % m.m-1. O hidrolisado obtido do processamento da biomassa foi destoxificado e fermentado, por diferentes leveduras, tendo-se obtido uma concentração de etanol de 11,7 g.L-1 com a melhor levedura - Kluyveromyces marxianus.